【文章內(nèi)容簡介】 關系就變成 rW111rW222 IkNmIkNm ?? ??上式可簡化為 第 9章 交流異步電機 （ 923） 36 由此，可得異步電動機的電流比 （ 924） e21W22W112139。rri kmmkNkNmmIIk ??? 本來異步電動機定、轉(zhuǎn)子繞組之間沒有電的直接聯(lián)系，只存在磁動勢的平衡關系，經(jīng)過上述變換， 復雜的相數(shù)、匝數(shù)和繞組因數(shù)被消除，剩下的只是定、轉(zhuǎn)子電流之間的簡單關系了。 第 9章 交流異步電機 37 （ 3） 頻率換算 當異步電動機轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n恒速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程為 如果將此方程式折合到定子繞組，則應有 （ 925） 由于 ，而 ， E’r 與 Es不僅在數(shù)值上不相等，在頻率上也不一致， 故仍不能使異步電動機形成統(tǒng)一的等效電路， 其主要問題就在于轉(zhuǎn)子電壓方程式中轉(zhuǎn)子感應電動勢和漏電抗的值與轉(zhuǎn)子頻率有關。 如果進一步將轉(zhuǎn)子繞組進行頻率的換算，即用定子頻率 f1替代轉(zhuǎn)子頻率 f2，則上述問題便可得到解決。 )j( rrrr XRIE ?? ??)j( rrrr XRIE ?????? ??第 9章 交流異步電機 r0r EsE ??? ?? r0s EE ?? ??38 因為 f2 = sf1 ，所以只有當 s = 1（轉(zhuǎn)子不動）時，才有 f2= f1 。因此， 轉(zhuǎn)子繞組頻率的換算實際上是用一個假想的靜止的轉(zhuǎn)子代替實際的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子， 換算的原則仍然是要保持折合前后的磁動勢及功率關系不變。 要保證折合前后轉(zhuǎn)子磁動勢不變，也就必需保證換算前后轉(zhuǎn)子電流的大小和相位均不變。 由式（ 925）可得 （ 926） r0r0rr0r0rr0rrrrjjjIXsREXsREsXREI ?????????????????? ?????上式表明，所謂頻率的換算，可用 E’r0和 X’r0分別取代 E’r 和 X’r ，這時為保證轉(zhuǎn)子中電流的大小和相位均不變，就必須用轉(zhuǎn)子電阻用 R’r/s取代 R’r 。此時功率因數(shù)也保持不變。 2r02rr2r02rr2)()()()(c o sXsRRXsRsR???????????第 9章 交流異步電機 39 按照 功率守恒原則 ，折算前后轉(zhuǎn)子繞組的 有功功率 （損耗）應不變，即 所以折算后轉(zhuǎn)子繞組的每相電阻 第 9章 交流異步電機 r2r239。r239。r1 RImRIm ?rrier2w222w11112r239。r12r239。r )( kRRkkRkNmkNmmmRImImR ???? 另外，折算前后轉(zhuǎn)子繞組的 無功功率 也應不變，即 r2r239。r239。r1 XImXIm ?所以折算后轉(zhuǎn)子繞組的每相漏電抗 rrier239。rr1239。r )( kXXkkXIImmX ???（ 927） （ 928） 阻抗比 阻抗比 40 由于 R’r/s與 R’r 之間的差值為 ，這又表明，為了等效地將旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子折算成不動的轉(zhuǎn)子， 就必需在轉(zhuǎn)子回路中串入一個實際上并不存在的 虛擬電阻 。 這個虛擬電阻的損耗，實質(zhì)上表征了異步電動機的機械功率。 最終，在式（ 925）的基礎上，經(jīng)頻率換算后轉(zhuǎn)子回路的電壓平衡方程為 Rs s ??1Rs s ??1第 9章 交流異步電機 （ 929） )j( r0rrr0 XsRIE ?????? ??這樣 ， 就得到了圖 913所示的 轉(zhuǎn)子側(cè)的等效電路 。 41 異步電動機的基本方程式和相量圖 經(jīng)過 繞組折算 和 頻率換算 ，異步電動機轉(zhuǎn)子繞組的 相數(shù) 、 每相串聯(lián)總匝數(shù) 、 繞組因數(shù) 和 頻率 都折合成與定子繞組一樣，定、轉(zhuǎn)子基本方程式為 ???????????????????????????frsr0rrr0r0sfffssssss)j()j()j(IIIXsRIEEEXRIEXRIEU????????????（ 930） 第 9章 交流異步電機 42 以上 5個方程式與圖 913所示的 T形等效電路是對應的 ， 其相應的相量圖如圖 914所示 。 異步電動機的 基本方程式 、 等效電路和 相量圖 都是分析異步電動機工作特性的有效方法 。 第 9章 交流異步電機 sR39。rRsXs?Is?U?39。rI39。r1Rss?39。r0X ??? 39。r0s EE圖 9 1 3 異 步 電 動 機 的 T 形 等 效 電 路f?I fXfR43 第 9章 交流異步電機 sU? sE?? m?? r0sEE ???? 1? fI? sI? rI ??? rrXIj ??? rI ?? rF? sRI /rr??? 2? rF?? fF? sF? ssXIj? ssRI? 圖 9 1 4 異 步 電 動 機 的 相 量 圖m?Φjjr0rj XI?????rF例 92 44 異步電動機的功率與轉(zhuǎn)矩 異步電動機的機電能量轉(zhuǎn)換過程和直流電動機相似，其不同之處在于異步電動機的氣隙磁場基本上與負載無關，故無電樞反應。 因此，異步電動機由定子繞組輸入電功率，并產(chǎn)生電磁功率， 然后經(jīng)由氣隙送給轉(zhuǎn)子， 扣除一些損耗以后， 在轉(zhuǎn)軸上輸出。在機電能量轉(zhuǎn)換過程中，不可避免地要產(chǎn)生一些損耗，其種類和性質(zhì)也和直流電動機相似。 功率關系 當三相異步電動機以轉(zhuǎn)速 n穩(wěn)定運行時，從電源輸入的功率為 1ss1 c o s3 ?IUP ? （ 931） 定子銅耗為 s2sCu 3 RIp s ??（ 932） 第 9章 交流異步電機 45 正常運行情況下的異步電動機，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，所以氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子鐵心的相對轉(zhuǎn)速很小。再加上轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心同樣是用 ，轉(zhuǎn)子鐵損耗很小，可以忽略不計，因此異步電動機的鐵損耗可近似認為只有定子鐵損耗，即 從圖 913所示的等效電路看出，傳輸給轉(zhuǎn)子回路的電磁功率Pem等于轉(zhuǎn)子回路全部電阻上的損耗，即 f2fF e sFe 3 RIpp ????（ 933） sRIRssRIppPP 39。r239。r39。r39。r239。rFeC us1em 3]1[3 ?????????電磁功率也可表示為 2rr2r39。r39。rem c o sc o s3 ?? IEmIEP ??（ 934） （ 935） 第 9章 交流異步電機 46 轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗為 電磁功率 Pem減去轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗就是等效電阻 上的電功率。這部分電功率應該是傳輸給電機軸上的機械功率，用 Pm表示。它是轉(zhuǎn)子繞組中電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密共同作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n旋轉(zhuǎn)所對應功率。 em39。r239。rC u r 3 sPRIp ???（ 936） 39。r)1( Rss?em39。r39。rC uremm )1()1(3 PsRssIpPP ??????? （ 937） 電動機在運行時，會產(chǎn)生軸承以及風阻等摩擦阻轉(zhuǎn)矩，這也要損耗一部分功率，把這部分功率叫做機械損耗，用 Δ pm 表示。 第 9章 交流異步電機 47 在異步電動機中，除了上述各部分損耗外，由于定、轉(zhuǎn)子開了槽和定、轉(zhuǎn)子磁動勢中含有諧波磁動勢，還要產(chǎn)生一些附加損耗，用 Δ padd表示。 Δpadd一般不易計算，往往根據(jù)經(jīng)驗估算，在大型異步電動機中，約為輸出額定功率的 %；而在小型異步電動機中，滿載時，可達輸出額定功率的（ 1~3） %或更大些。 轉(zhuǎn)子的機械功率 Pm減去機械損耗 Δpm和附加損耗 Δpadd，才是轉(zhuǎn)軸上真正輸出的功率，用 P2表示， （ 938） a d dmm2 ppPP ?????（ 939） a d dmC u rFeC u s12 pppppPP ???????????因此，可得電源輸入電功率 P1與轉(zhuǎn)軸上輸出功率 P2的關系為 第 9章 交流異步電機 48 綜上分析，異步電動機運行時其能量傳遞過程可用圖 915所示的功率流程圖來表示。 第 9章 交流異步電機 電 功 率 電 磁 功 率 機 械 功 率 圖 9 1 5 異 步 電 動 機 的 功 率 流 程 圖 Fep? Cu rp?Cusp?1P 2PemPa d dm pp ???mP49 另外，異步電動機運行時， 電磁功率 、 轉(zhuǎn)子銅耗 和 機械功率三者之間的定量關系是 )1(::1:: mC u rem ssPpP ??? （ 940） 這個式子說明，若電磁功率 Pem一定，轉(zhuǎn)差率 s 越小，轉(zhuǎn)子銅耗就越小，機械功率就越大。電機運行時，若 s 大，效率一定不高。 第 9章 交流異步電機 50 式（